Kachle s vodným okruhom na vykurovanie domu: možnosti realizácie

Na vykurovanie súkromného domu sa úspešne používa moderná krbová pec

Výhody a nevýhody vykurovania kachlí

Pravidelné kachle na drevo alebo krbom vykurujte miestnosť v dôsledku kombinácie výmeny žiarenia a konvekčného tepla. Vyhrievané masívne steny pece vyžarujú tepelnú energiu a prenášajú ju do vzduchu a zariadenia miestnosti. Studený vzduch sa postupne nahrádza ohrievaným vzduchom.

Ohrev kachlí má množstvo nepochybných výhod:

• nevyžaduje pripojenie na elektrickú a plynovú komunikáciu. Palivo: palivové drevo, uhlie, rašelinové brikety - spravidla lacné a ekologické, jeho spaľovanie nepoškodzuje životné prostredie;
• radiačná výmena tepla je najpohodlnejšia;

Zaujímavé! Radiačný (alias sálavý) prenos tepla je jediný typ prenosu tepla, ku ktorému dochádza bez účasti chladiacej kvapaliny.

Ruský sporák vykuroval domy mnohých generácií našich predkov

• väčšina domácich sporákov (dlhé horenie alebo konvenčné) multifunkčné, je možné ho použiť nielen na ohrev, ale aj na ohrev vody a varenie (vo vnútri rúry aj na varnej doske);
• v horúcej sezóne prispieva masívna tehlová rúra pre dom k klimatizácii miestnosti: vzhľadom na to, že je vždy postavená na samostatnom základe, prebytočné teplo sa odvádza na zem;
• kachle alebo krb vytvárajú v domácnosti osobitnú atmosféru a v mnohých prípadoch sú prvkom, ktorý určuje štýl interiéru.

Krb vytvára v dome osobitnú atmosféru a určuje štýl interiéru

Spolu s výhodami vykurovania kachľami však existujú aj inherentné nevýhody:

• rozmery - výkon vykurovacích kachlí pre dom závisí od ich rozmerov;
• zotrvačnosť - tradičná rúra z tehlového domu sa zahrieva a uvedie do prevádzky veľmi dlho. Je pravda, že moderné liatinové kachle pre dom, krbové kachle, kamenné kachle a buleryans túto nevýhodu prakticky neobsahujú;
• vysoké tepelné straty v dôsledku nízkej účinnosti (účinnosti) - veľké množstvo tepelnej energie prechádza komínom do atmosféry;
• nemožnosť zabezpečiť rovnomerné vykurovanie domu. Horúci vzduch postupne vytláča studený vzduch, ale deje sa to nerovnomerne - teplota môže byť v blízkosti kachlí príliš vysoká a vo vzdialenosti od nich príliš nízka;

Fakt! Kachle môžu vykurovať iba tie miestnosti, ktoré s nimi priamo susedia. Preto v častiach budovy vzdialenej od nej bolo často potrebné zariadiť ďalšiu pec.

Princíp vykurovania kachlí - horúci sporák vydáva tepelnú energiu do okolitého priestoru (sálavá výmena tepla), potom sa studený vzduch nahradí ohrievaným vzduchom (konvekčná výmena tepla)

• potreba neustálej údržby - kachle vyžadujú kladenie palivového dreva, čistenie popolníc od trosky a komínov od sadzí a zvyškov, udržiavanie spaľovacieho procesu, regulácia ťahu;
• zložitosť riadenia - je ťažšie riadiť proces spaľovania paliva v peci ako v kotloch;
• potreba dobrej trakcie - trakcia je potrebná pri intenzívnom spaľovaní, ako aj pri odstraňovaní oxidu uhoľnatého;
• nebezpečenstvo požiaru - na zabezpečenie požiarnej bezpečnosti je nevyhnutná izolácia komínov, najmä pri kachliach v drevenom dome. Ďalším faktorom nebezpečenstva požiaru je skutočnosť, že je nemožné okamžité zastavenie procesu spaľovania v peci;
• potreba neustáleho doplňovania a skladovania zásob paliva, ako aj likvidácia odpadu: troska a popol.

Na zabezpečenie prevádzky pece je potrebná jej stála údržba: kladenie palivového dreva, čistenie popolníc a komínov, monitorovanie procesu spaľovania, úprava ťahu

Kachle s vodným okruhom na vykurovanie domu: výhody

Ako už bolo spomenuté, bežný sporák nie je schopný zabezpečiť rovnomerné vykurovanie všetkých miestností v dome. V moderných kachliach a krboch je tento problém čiastočne vyriešený inštaláciou konvekčnej komory, ku ktorej je pripojený systém vzduchového potrubia. Vďaka tomu prúdenie teplého vzduchu zo sporáka nie je ponechané na seba, ale pohybuje sa v obmedzenom priestore rúrok a je regulované západkami, tlmičmi, mriežkami a inými prídavnými zariadeniami.

Vzduchové kanály sú však objemné, zaberajú užitočný priestor a tepelné straty sa zvyšujú s nárastom ich dĺžky a počtu závitov. Potrebujú dohľad a údržbu: pravidelné čistenie prachu, sadzí a sadzí. Samotný vzduch má nízku špecifickú tepelnú kapacitu; na prenos tepla do miestnosti vzdialenej od pece je potrebné nútené čerpanie hmôt ohriateho vzduchu pomocou ventilátora. Preto je voda ako teplonosné médium v ​​mnohých ohľadoch výhodnejšia ako vzduch.

Kombinovaný vykurovací systém chaty pomocou krbových kachlí s vodným okruhom a slnečnými kolektormi

Fakt! Merná tepelná kapacita vody je takmer 4-krát vyššia ako merná tepelná kapacita vzduchu. Stačí porovnať 4,187 kJ / (kg × K) a 1,055 kJ / (kg × K).

Horúca voda sa dá ľahko dopraviť potrubím malého priemeru a zároveň prenášať tepelnú energiu na veľké vzdialenosti. Voda je navyše neškodná, nehorľavá, netoxická, chemicky neutrálna a ľahko dostupná látka.

Princíp činnosti vykurovania kachlí s vodným okruhom

Princíp činnosti vykurovacieho okruhu je jednoduchý - chladiaca kvapalina (v tomto prípade voda) sa počas spaľovania paliva zahrieva, potom sa šíri potrubím a súčasne vydáva teplo do okolitého priestoru.

Schéma pripojenia krbu s vodným výmenníkom tepla k uzavretému vykurovaciemu systému so zásobníkom: 1 - zmiešavací ventil; 2 - obehové čerpadlo; 3 - expanzná nádoba; 4 - núdzový ventil; 5 - kúrenisko s výmenníkom tepla; 6 - akumulačný kotol; 7 - vykurovacie radiátory

Prototyp modernej kotly na tuhé palivá a dlho spaľujúce kachle na drevo pre domácnosť sú známe mnohým - to je „Švéd“. Vo švédskej peci je zabudovaná kovová nádrž, ktorá je pred položením palivového dreva a podpaľovania naplnená studenou vodou.A hoci sa voda počas pece dlho zohrieva, vydáva teplo rovnako dlho - dlho potom, čo plameň zhasne.

Postupne sa vodná nádrž transformovala na výmenník tepla, vďaka čomu bolo možné pripojiť systém vedení pre vykurovanie domu a dodávka teplej vody.

Moderné vykurovacie kachle s varnou doskou alebo rúrou vyzerajú štýlovo a dokonale sa hodia do každého interiéru

Stavba pecí s ohrevom vody

Charakteristickou vlastnosťou všetkých kachlí na vykurovanie domu vybavených vodným okruhom je výmenník tepla, ktorý sa inak nazýva špirála, radiátor alebo kotol. Toto zariadenie je schopné zabezpečiť ohrev neobmedzeného množstva vody. Rozmery a tvar nádrže závisia od objemu spaľovacej komory a môžu sa meniť v najširšom rozmedzí.

Výmenník tepla

Pri niektorých úpravách kachlí na vykurovanie domu sa výmenník tepla inštaluje priamo do kúreniska, pri tejto metóde však pri prehriatí a prevarení hrozí únik chladiacej kvapaliny (teda voda) alebo dokonca výbuch. V tomto prípade sa navyše nevyhnutne zníži kapacita spaľovacej komory. Bezpečnejšou možnosťou je zabudovanie výmenníka tepla do komínového krytu. V takom prípade väčšina horúceho vzduchu stúpajúceho zo kúreniska ohreje chladiacu kvapalinu a nebude unikať potrubím na ulicu.

Schéma inštalácie krbové kachle s vodným okruhom na prívod teplej vody

Výpočet výkonu a rozmerov výmenníka tepla

Samočinný výpočet výkonu a veľkosti výmenníka tepla je pre niekoho, kto nie je kúrenárom, dosť náročná úloha, ale vo väčšine prípadov je možné urobiť hrubý odhad.

Užitočná rada! Prax dokázala, že s výškou stropu 2,5 až 2,7 m na 10 m² plocha domu vyžaduje od 1 do 1,2 kW výkonu vykurovacieho systému.

Bežná domáca pec na drevo vydá za hodinu asi 6,5 tisíc kcal, čo stačí na zahriatie malého vidieckeho domu. Prítomnosť vodného okruhu zdvojnásobí úroveň komfortu. Po výpočte tepelných strát môžete vypočítať výkon samotného výmenníka tepla. Odvod tepla z každého štvorcového metra jeho plochy sa pohybuje od 5 do 10 kW. Táto skutočnosť je základom pre stanovenie požadovaného výkonu.

Pri výbere výmenníka tepla pre kachle alebo krb je potrebné brať do úvahy parametre konštrukcie a vykurovacieho systému v nej.

V skutočnosti nie je potrebné sa ponárať do zložitých vzorcov. Stačí sa obrátiť na špecialistov, ktorí na základe hotových stolov vyberú výmenník tepla pre pec súkromného domu zodpovedajúci daným parametrom konštrukcie a vykurovacieho systému v nej.

Materiál

Pred rozhodnutím o dizajne registra (alias výmenníka tepla) pece pre dom by ste sa mali rozhodnúť, z akého materiálu bude vyrobená. Existuje niekoľko možností:

• meď - na jednej strane je medená špirála veľmi efektívna, pretože tepelná vodivosť tohto materiálu je jednou z najlepších. Na druhej strane je jeho teplota topenia 1083 ° С a v kúrenisku - v prípade núdzových situácií, ktorých výskyt nemožno nikdy úplne vylúčiť - môže stúpnuť na 1 200 ° С. Preto je použitie medi v kúrenisku tehlovej pece prísne zakázané. Ďalej musíte venovať pozornosť skutočnosti, že kondenzát tvorený počas chladenia okruhu obsahuje agresívne chemické zlúčeniny, ktoré spôsobujú koróziu;
• liatina - liatinové radiátory sú veľmi odolné proti korózii, sú však krehké a tepelné deformácie, ktoré vznikajú pri chladení a ohrievaní, môžu viesť k prasklinám a poškodeniu výmenníka tepla. Okrem toho je liatinový register - kvôli skutočnosti, že tento kov je ťažko spracovateľný - zostavený z liatinových častí pomocou závitov a tesnení, čo vedie k zníženiu spoľahlivosti jednotky ako celku;

Holandská tehlová rúra je jednou z najjednoduchších pecí s dobrou účinnosťou a prenosom tepla

• oceľ - najdostupnejší a ľahko spracovateľný materiál. Výmenníky tepla sa odporúčajú vyrábať zo žiaruvzdornej ocele s hrúbkou 3 až 5 mm pomocou bezšvíkových rúr. Zároveň by ste mali udržiavať taký režim vykurovania, pri ktorom sa tvorí čo najmenšie množstvo kondenzátu, a nikdy nevypúšťať chladiacu kvapalinu, pretože oceľové výrobky sú vystavené korózii;
• žiaruvzdorná nehrdzavejúca oceľ- najlepší, ale aj najdrahší materiál pre radiátor kachlí pre súkromný dom.

Užitočná rada! Najvhodnejšou oceľou pre výmenník tepla je AISI 304. Pri výrobe dielov sa odporúča používať rezanie a zváranie laserom v argónovej atmosfére.

Konštrukcia krbových kachlí s vodným okruhom

Dizajn

Výmenník tepla - v závislosti na jeho materiáli - môže byť vyrobený z okrúhlych alebo tvarovaných obdĺžnikových rúrok, plechu alebo kombinácie týchto častí. Umiestnenie a spôsob inštalácie je určený jeho tvarom:

• výmenník tepla z oceľového plechu - možno umiestniť na najteplejšie miesto, to znamená v spaľovacej komore. Na výrobu sa používa oceľový plech s hrúbkou 3 ÷ 4 mm v kombinácii s rúrkami s priemerom 40 ÷ 50 mm na pripojenie prívodného a spätného potrubia. Aby sa zabránilo tvorbe parných zátok, musí byť horné potrubie na prívod vody v najvyššom bode výmenníka tepla, pretože ak sa do vykurovacieho systému dostane parný uzáver, existuje riziko vodného rázu. Čo následne povedie k zničeniu potrubí alebo radiátorov. Aby sa zabránilo varu vody vo výmenníku tepla, musí byť jeho vnútorná medzera najmenej 30 mm;

Oceľové rúry na výrobu výmenníka tepla pece

• potrubný výmenník tepla - je vyrobená z rúrok: okrúhle s priemerom 40 ÷ 50 mm alebo obdĺžnikové profilové profily 40 × 60 alebo 60 × 60 mm. Môže byť tiež umiestnený v kúrenisku (za predpokladu, že nie je vyrobený z medi), priestorové riešenie závisí od konkrétnej pece. Hlavná vec je, že zariadenie by nemalo prekážať palivovým dvierkam, mriežkam a dymovodom. Ak je kachle kachle na pečenie na kúrenie, potom sú potrubia výmenníka tepla položené iba pozdĺž bočných rovín spaľovacej komory;
• rúrkový plochý register - najčastejšie sa nachádzajú v komínových potrubiach alebo v kryte pece, kde sú podmienky priaznivejšie, preto môžu trvať dlhšie ako radiátory v kúrenisku. Ich rozmery sú veľmi pôsobivé, pretože sa nachádzajú na miestach s nízkym tepelným výkonom a musia sa vypočítať vopred, pretože by nemali brániť výstupu spalín.

Je potrebné umiestniť kachle do domu v súlade s pravidlami požiarnej bezpečnosti

Montáž

Výmenník tepla by mal byť inštalovaný iba v určenej domácej rúre. Video a foto pokyny jasne potvrdzujú potrebu prilákať špecializovaného výrobcu kachlí a dodržiavať niekoľko pravidiel:

• Po výrobe musí byť výmenník tepla dvakrát stlačený tlakom 6 barov: pred a po inštalácii v peci;
• výmenník tepla je namontovaný ihneď po inštalácii základne pre pec, po ktorej je položený;
• Absolútne sa neodporúča zaklinovať výmenník tepla do muriva rúry! Medzi ním a stenami musí byť medzera 10 ÷ 15 mm, aby sa vyrovnala tepelná rozťažnosť;

Prvky kombinovaného vykurovacieho systému chaty s krbom a slnečné kolektory

• pri inštalácii rúr nechajte medzeru 5 mm a vyplňte ju azbestovou šnúrou alebo iným tepelne odolným tmelom;
• časť potrubia na výstupe musí mať dĺžku najmenej 10 ÷ 15 cm, čo umožní rezanie nového závitu v prípade poškodenia;
• vykurovacie potrubia sú pripojené k výmenníku tepla iba pomocou tepelne odolného tesnenia;
• rekonštrukciu hotovej pece za účelom inštalácie vodného okruhu do nej by mal robiť iba odborník.

Na vybavenie kachlí je lepšie využiť služby skúseného kachliara

Prevádzka krbových kachlí s okruhom na ohrev vody

Pre bezproblémovú prevádzku vykurovacieho systému musíte tiež dodržiavať prevádzkové pravidlá:

1. Nepoužívajte rúru s nenaplneným výmenníkom tepla: rýchlo sa zhorí.
2. Počas prevádzky rúry na pečenie neodpájajte výmenník tepla od vykurovacieho systému. Voda sa pri zahrievaní rozširuje a zvýšený tlak môže spôsobiť výbuch.
3. Nedávajte studenú vodu do vyhrievaného výmenníka tepla. Môžu ho poškodiť tepelné deformácie.
4. Na zvýšenie účinnosti vykurovacieho systému je možné použiť obehové čerpadlo.
5. Ak je to potrebné, použite nemrznúcu zmes v okruhu ohrievača teplej vody.
6. V najnižšom bode vykurovacieho systému musí byť k dispozícii odtokový kohútik vody.

Aby vykurovací systém fungoval hladko, dodržiavajte prevádzkové predpisy

Hlavné nevýhody domáceho sporáka s ohrevom vody

Hlavné nevýhody systém ohrevu vody spojené s fyzikálnymi vlastnosťami chladiacej kvapaliny, to znamená vody. Zmrazením pri 0 ° С dosiahne voda (presnejšie už ľad) svoj maximálny objem pri -4 ° С. Expanzia vody zamrznutej v potrubiach môže viesť k ich prasknutiu. Aby ste tomu zabránili, je potrebné vypustiť vodu z vykurovacieho systému, ak sa nepoužíva v chladnej sezóne, alebo ju vymeniť za špeciálnu nemrznúcu zmes.

Súvisiaci článok:

Dodržiavanie pravidiel pre prevádzku kachlí v dome, foto a video pokyny pomôžu vyhnúť sa chybám a navrhnú najlepšie spôsoby, ako neutralizovať nedostatky.

Je lepšie premýšľať o inštalácii modernej tehlovej pece vo fáze návrhu domu, pretože to zahŕňa usporiadanie komína a vzduchových potrubí.

Moderná murovaná pec s vodným okruhom na vykurovanie domu je zložitá inžinierska tepelná stavba. Jeho inštalácia si vyžaduje vypracovanie samostatného projektu vo fáze projektovania celej konštrukcie ako celku a s najväčšou pravdepodobnosťou sa nezaobíde bez zapojenia špecialistov.